DE102010049121B4

DE102010049121B4 - Verfahren zur Beleuchtung von Straßen, Wegen, Plätzen oder Räumen sowie Kommunikationseinheit zur Verwendung bei dem Verfahren

Info

Publication number: DE102010049121B4
Application number: DE102010049121.7A
Authority: DE
Inventors: Patentinhaber gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Hochschule Anhalt (fh) De
Priority date: 2010-10-21
Filing date: 2010-10-21
Publication date: 2014-03-13
Anticipated expiration: 2030-10-22
Also published as: DE102010049121B8; DE102010049121A1

Abstract

Verfahren zur Beleuchtung von Straßen, Wegen, Plätzen, oder Räumen bei dem in regelmäßigen Abständen Leuchten installiert sind, den Leuchten jeweils ein Bewegungssensor (27) und eine Kommunikationseinheit (20) zugeordnet sind, bei dem nach Erkennung einer Bewegung im Umfeld einer Leuchte über die Kommunikationseinheit (20) eine Bewegungserkennungsnachricht zu der oder den benachbarten Leuchten gesendet wird, die daraufhin ihr Leuchtmittel ebenfalls aktivieren, und dieser Vorgang sich sukzessive so weit fortsetzt, bis der beleuchtete Bereich eine gewünschte Ausdehnung erreicht hat, wobei die Leuchte/en, die die Bewegungserkennungsnachricht empfangen haben, diese an die ihrerseits benachbarten Leuchten weiterleiten, wobei mit der Bewegungserkennungsnachricht eine Generationsinformation zu der Nachrichtenübermittlung übertragen wird an hand dessen die benachbarten Leuchten feststellen können in welchem Leuchtenabstand von dem Ursprung der Bewegung sie sich befinden, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Leuchte eine Adressinformation zugewiesen ist und mit der Bewegungserkennungsnachricht eine Adressinformation bezüglich der Leuchte, die die Bewegung erkannt hat, übermittelt wird, wobei den Leuchten eine Bewegungsschätzungseinheit zugeordnet ist, die aufgrund der Bewegungserkennungsnachrichten von mindestens zwei verschiedenen Leuchten eine Bewegungsschätzung vornimmt und in Richtung und Orientierung der Bewegung den Ausleuchtbereich adaptiv erweitert, in dem sie eine Weiterleitung der Bewegungserkennungsnachricht vornimmt, obwohl die darin vorhandene Generationsinformation das Ende der Weiterleitungsphase signalisiert, wobei die Leuchten auf eine gemeinsame Zeitbasis synchronisiert sind, wobei die zugewiesene Adressinformation (SAD) einer zweidimensionalen Gitternetzaddressierung für die Addressierung von einer Leuchte in einem Bereich mit Längs- und Querstraßen/-wegen entspricht, wobei mit der Bewegungserkennungsnachricht eine Zeitinformation (MDT) übermittelt wird, die den Zeitpunkt der Bewegungserkennung angibt, und die Bewegungsschätzungseinheit basierend auf den mit den Bewegungserkennungsnachrichten empfangenen Adressinformationen (SAD) und Zeitinformationen (MDT) die Bewegungsschätzung vornimmt.

Description

Die Erfindung betrifft das technische Gebiet der Beleuchtung von Straßen, Wegen, oder Plätzen sowie offener oder geschlossener Räume. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Kommunikationseinrichtung, die einer Leuchte zur Vernetzung zugeordnet wird.
Stand der Technik
Die Beleuchtung – insbesondere von Straßen und öffentlichen Plätzen – wird im Wesentlichen zur Sicherheit von Personen eingesetzt. So wird in Europa innerhalb geschlossener Ortschaften praktisch überall eine Straßenbeleuchtung zur dunklen Tageszeit eingesetzt. Der Sicherheitsaspekt der Beleuchtung wird hauptsächlich dann erfüllt, wenn sich Personen im beleuchteten Bereich befinden.
Zur Beleuchtung von Strassen, Wegen, Plätzen oder Räumen werden Leuchten eingesetzt, die heute üblicherweise zentral gesteuert ein- und ausgeschaltet werden. Dazu werden oft auch Dämmerungsschalter eingesetzt, so dass die Leuchten üblicherweise die ganze Nacht hindurch eingeschaltet bleiben. In lokalen Räumen (vorwiegend bei Privatgrundstücken) werden häufig zusätzlich IR-Bewegungsmelder eingesetzt, um die Beleuchtung nur in Anwesenheit von Personen zu aktivieren. Der Einsatz von Bewegungsmeldern für die Beleuchtung bringt ganz wesentliche Energieersparnisse mit sich, da die Nutzungsdauer der Beleuchtung dadurch um das Vielfache reduziert werden kann. Zwar benötigen die Bewegungsmelder auch eine Stromversorgung, deren Energieverbrauch ist aber gegenüber dem der Lampe vernachlässigbar.
Der Einsatz von Bewegungsmeldern zum gleichen Zweck in weiten Räumen – z. B. auf öffentlichen Straßen und Plätzen ist dagegen problematischer, da der Wirkungskreis der IR-Bewegungsmelder zu gering ist und außerdem die vielfach verwendeten Leuchtstoff-Lampen recht träge sind beim Einschalten. Die Reichweite eines IR-Bewegungsmelders (in der horizontalen Projektion) beträgt maximal etwa 15–20 Meter. Bei einer Fortbewegung des Objekts mit einer Geschwindigkeit von 6 km/h würde das Objekt sich etwa 0,5 min im Erfassungsbereich des IR-Bewegungsmelders aufhalten. Die Aufwärmzeit einer Leuchtstoff-Lampe beträgt etwa die doppelte bis vierfache Zeit. D. h., das Objekt würde den Wirkungsbereich des Bewegungsmelders (und übrigens auch den Ausleuchtbereich der Lampe, der effektiv ebenfalls wenige Dutzend Meter in horizontaler Projektion betrifft) verlassen, bevor die Beleuchtung ihre Betriebshelligkeit erreicht hat.
Aus den Dokumenten US 2010/0201267 A1 und BE 1 009 084 A6 sind Verfahren zur Beleuchtung von Straßen, Wegen, Plätzen oder Räumen bekannt, bei denen in regelmäßigen Abständen Leuchten installiert sind, wobei den Leuchten jeweils ein Bewegungssensor und eine Kommunikationseinheit zugeordnet sind, wobei nach Erkennung einer Bewegung im Umfeld einer Leuchte mit Hilfe der Kommunikationseinheit eine Bewegungserkennungsnachricht zu der oder den benachbarten Leuchten gesendet wird, die daraufhin ihr Leuchtmittel ebenfalls einschalten. Entsprechende Kommunikationsvorrichtungen sind aus den genannten Dokumenten bekannt. Aus der US 2010/0201267 A1 ist noch bekannt die Bewegungserkennungsnachricht mit einer Generationsinformation versehen an einer benachbarten Leuchte weiter zu leiten, wobei die Generationsinformation bei Weiterleitung jeweils inkrementiert wird. Die Bewegungserkennungsnachricht wird nicht mehr weitergeleitet, wenn die Generationsinformation einen definierten Zählerstand erreicht hat.
Erfindung
Die Erfindung hat die Aufgabe die Beleuchtung von Strassen, Wegen, Plätzen oder in weiten Räumen zu verbessern. Insbesondere soll der Energieverbrauch zur Beleuchtung verringert werden. Dabei soll gleichzeitig der gewohnte Beleuchtungskomfort, d. h. eine ausgewogene Beleuchtung immer dort, wo sich Personen aufhalten, gewährleistet werden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Die Leuchten werden mit geeigneten Kommunikationsmitteln ergänzt und vernetzt. Die Vernetzung geschieht dabei drahtlos oder drahtgebunden.
Dazu wird jeder Leuchte eine Kommunikationseinheit zugeordnet mit der sie mit ihren benachbarten Leuchten kommunizieren kann. Die Leuchten werden auch mit Bewegungsmeldern ausgestattet. Wird bei einer Leuchte eine Bewegung erkannt, so schaltet diese Leuchte das Licht ein und setzt eine Bewegungserkennungsnachricht an die benachbarten Leuchten ab. Die benachbarten Leuchten empfangen die Nachricht, schalten das Licht ein und leiten die Nachricht an die ihrerseits benachbarten Leuchten weiter. Dieser Vorgang wiederholt sich, bis ein gewünschter Bereich beleuchtet wird. Nach Ablauf einer bestimmten Beleuchtungsdauer, ohne dass eine weitere Bewegung erkannt wird, werden die Leuchten wieder ausgeschaltet.
Zusammengefasst wird zur Lösung des oben beschriebenen Problems die Verwendung folgender Mittel vorgeschlagen:

• Eine Leuchteinrichtung (z. B. ein Mast mit Leuchtstoff-Lampe oder Glühlampe)
• ergänzt durch einen Bewegungssensor (z. B. ein IR-Bewegungssensor)
• und eine Kommunikationseinrichtung (z. B. eine WLAN-Kommunikationseinheit oder eine Powerline-Kommunikationseinheit)

Die so aufgebaute Leuchteinrichtung kann im Netz agieren. Sie kann den Aufenthalt von Personen oder Objekten im Beleuchtungsbereich erfassen. Sie kann benachbarte Leuchten im Umkreis über eine erfasste Bewegung informieren und zur Einschaltung der Beleuchtung auffordern. So ist ein frühzeitiges Einschalten der Leuchtmittel sichergestellt und die Leuchte erreicht die gewünschte Helligkeit noch bevor die Person oder das Objekt ihren Ausleuchtbereich betritt.
Zur weiteren Erhöhung des Beleuchtungskomforts wird eine Bewegungsschätzung basierend auf den erfassten Daten erfolgen. Dafür kann in der Leuchteinrichtung ein

• Bewegungsschätzer

Der Bewegungsschätzer kann dezentral in den verschiedenen Leuchten eingebaut sein. Dabei muss nicht unbedingt jede Leuchte mit dem Bewegungsschätzer ausgerüstet sein. Es kann je nach Leuchtenabstand und Einsatzzweck auch reichen, wenn dieses Bauteil nur in gewissen Abständen, z. B. jeder zweiten oder dritten Leuchte eingebaut wird.
Zur Vernetzung der Leuchten muss jede Leuchte eindeutig adressierbar sein. Dabei wird für die Adressierung der Leuchten in Siedlungen mit Längs- und Querstraßen eine zweidimensionale Gitternetz-Adressierung verwendet. Den Knoten des Gitternetzes wird z. B. jeweils eine Adresse bestehend aus zwei Anteilen einmal die Position in der Straße und zweitens die Nummer der Straße zugewiesen. Dies ist ähnlich wie bei der üblichen Adressierung mit Straßennamen und Hausnummer.
Weitere Mittel sind vorgesehen, die zur Zeitsynchronisation für die Kommunikationseinheiten und Steuerungen der Leuchten dienen. Die Zeitsynchronisation ist erforderlich, damit ein zeitlicher Ablauf von Bewegungserkennungsnachrichten erfasst und ausgewertet werden kann. Dies ist erforderlich, für die Bewegungsschätzung um den Ausleuchtbereich adaptiv an Bewegungsrichtung bzw. Geschwindigkeit anpassen zu können.
Als eindeutiges Erkennungsmerkmal kann z. B. jeder Leuchteinrichtung eine eindeutige IPv6-Adresse zugeordnet werden. Somit kann eine Kommunikationseinheit, dadurch gekennzeichnet sein, dass ihr als Adressinformation eine Adresse im Format einer IPv6-Adresse zugewiesen ist.
Zeichnungen
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend an Hand der Zeichnungen näher erläutert. Sie zeigen im Einzelnen:
1, das Beispiel einer zweidimensionalen Gitternetzadressierung bei einer typischen Anordnung von Straßenzügen;
2, ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Kommunikationseinheit für eine Leuchte;
3, das Format der Bewegungserkennungsnachricht;
4, die Kommunikationspfade und den Ausleuchtungsbereich direkt nach Feststellung einer Bewegung;
5, die Kommunikationspfade und den Ausleuchtungsbereich im zweiten Schritt;
6, die Kommunikationspfade und den Ausleuchtungsbereich im dritten Schritt; und
7, die Ausbreitung des beleuchteten Bereichs nach Wechsel des bewegten Objektes zur nächsten Straßenleuchte.
Ausführliche Beschreibung der Erfindung
Als Leuchtmittel werden heute in modernen Straßenleuchten vorwiegend Leuchtstofflampen, und Natriumdampflampen als Niederdruck- oder Hochdruckvarianten genutzt. Zusätzlich kommt auch die LED-Technik zum Einsatz. Während die LED-Technik praktisch ohne Aufwärmphase auskommt, sind die Aufwärmzeiten bei Leuchtstofflampen und Gasentladungslampen im Bereich von wenigen Sekunden bis mehreren Minuten angesiedelt.
Die Funktionsweise der Beleuchtungseinheit, ausgestattet mit den oben beschriebenen erfindungsgemäßen Kommunikationsmitteln wird im folgenden beschrieben:
Wie erwähnt, ist jeder Beleuchtungseinheit eine eigene Kennung zugeordnet. Vorzugsweise handelt es sich dabei um eine Internet-Adresse der Version 6, kurz IPv6 Adresse.
Jede Beleuchtungseinheit muss neben der eigenen Kennung die Adressen aller benachbarten Beleuchtungseinheiten kennen. Diese können entweder statisch bei der Installation bzw. Konfiguration der Beleuchtungseinheit manuell einprogrammiert werden oder über die Kommunikationsmittel von einer zentralen Steuereinheit empfangen werden. Die Adressenverteilung kann dabei durch geeignete Abbildungen einer geografischen Verteilung der Beleuchtungseinheiten auf eindimensionale bzw. zweidimensionale IP-Adressräume festgelegt werden.
1 veranschaulicht ein Beispiel einer typischen Straßenanordnung und zeigt die Anordnung der Straßenleuchten. Ebenfalls zeigt 1 die zweidimensionale Gitteradressierung zu jeder Straßenleuchte. Eine IPv6-Adresse besteht aus 16 Bytes. In der Abbildung werden der Übersicht halber nur die letzten zwei Bytes der IPv6-Adresse dargestellt. Das letzte Byte bezeichnet die Position der Straßenleuchte innerhalb des Straßenzuges, ähnlich einer Hausnummer. Das vorletzte Byte identifiziert den Straßenzug, ähnlich eines Straßennamens. Zum Hintergrund wird noch erläutert, dass Botschaften, die IPv6-Adressen verwenden einen IPv6-Header verwenden, der mit zwei 32 Bit-Feldern an Steuerinformation beginnt und anschließend sowohl die Quell-Adresse als auch die Ziel-Adresse umfasst. Beide Adressen sind jeweils 16 Byte lang.
Neben den Adressen der benachbarten Leuchten sollten noch die Entfernungen zu den benachbarten Straßenleuchten zumindest als Näherungswerte bekannt sein. Auch diese Information kann bei der manuellen Konfiguration oder seitens der zentralen Steuereinheit durch Übertragung einprogrammiert werden.
Die Beleuchtungsmittel sollten auf eine gemeinsame Zeitbasis synchronisiert sein. Dies kann beispielsweise mittels des NTP-Protokolls (Network Time Protocol), des Improved Cristian-Algorithmus oder sonstiger Mittel geschehen. Der Improved Cristian-Algorithmus ist ausführlich in der Patentanmeldung PCT/EP2008/055677 , veröffentlicht als WO 2008/138850 A1 beschrieben. Auf die Beschreibung dieser Patentanmeldung wird ausdrücklich Bezug genommen. Die Referenzzeit kann von einer Zentraleinheit vorgegeben werden, die in einem üblichen Schaltschrank zur Steuerung der Beleuchtung eines Gebietes untergebracht ist.
Für die Kommunikation zwischen den Leuchten untereinander wird in diesem Ausführungsbeispiel ein WLAN-Modul als Kommunikationseinheit pro Leuchte eingesetzt. Die WLAN-Technologie ist weit verbreitet, entsprechende Module werden in Großserie hergestellt und sind entsprechend günstig im Preis. Im Freien bietet die moderne WLAN-Technologie eine Reichweite von bis 300 m bei einer effektiven Strahlungsleistung (EIRP) von 100 mW. Die günstige Positionierung eines WLAN-Moduls in der Nähe der Leuchteinrichtung einer Straßenleuchte erlaubt diese Reichweite ggfs. sogar ohne externe Antenne. Ein Blockschaltbild eines WLAN-Moduls ist in 2 gezeigt. Darin bezeichnet die Bezugszahl 20 das WLAN-Modul. Im Beispiel ist ein Modul gezeigt, das nach dem Standard IEEE 802.11a arbeitet. Es setzt auf die OFDM-Modulationstechnik und arbeitet im 2,4 GHz ISM-Band. Mit dieser Technik werden bis zu 54 MBit/s an Datenrate erreicht. Bekanntlich gibt es eine Vielzahl von weiteren WLAN-Standards die prinzipiell auch in Frage kommen würden. Selbst die Ursprungsfassung IEEE 802.11 mit FHSS (Frequency Hopping Spread Spectrum) oder DSSS Modulationstechnik (Direct Sequence Spread Spectrum) und 1 bis 2 MBit/s Datenrate käme in Betracht, weil für die vorliegende Anwendung keine hohe Datenrate benötigt wird.
Die Bezugszahl 21 bezeichnet das OFDM-Modul. Mit der Bezugszahl 22 ist ein Mikroprozessor bezeichnet. Dieser enthält auch eine Echtzeituhr 25 (RTC = Real Time Clock). Die Echtzeituhr 25 wird wie oben beschrieben auf eine gemeinsame Zeitbasis synchronisiert. Weiterhin enthält das Modul einen Arbeitsspeicher 24 sowie einen nichtflüchtigen Speicher 23 in dem die Anwendungsprogramme eingespeichert sind. An das WLAN-Modul 20 ist eine externe oder interne Antenne 26 sowie ein IR-Bewegungsmelder 27. Desweiteren steht das WLAN-Modul 20 mit einem Vorschaltgerät 28 der Leuchte in Verbindung. Darüber kann das WLAN-Modul 20 die Leuchte kontrolliert ein- und ausschalten.
Die erfindungsgemäße Art der Straßenbeleuchtung wird nun Schritt für Schritt erläutert. Im Ausgangszustand sind alle Straßenleuchten ausgeschaltet und kein bewegtes Objekt im betrachteten Raum identifiziert.
Wird nun eine Bewegung von einer Beleuchtungseinheit festgestellt, so wird die IPv6-Adresse dieser Einheit und der Zeitpunkt dieser Feststellung an alle benachbarten Beleuchtungseinheiten kommuniziert. Außerdem wird die Entfernung vom Bewegungsursprung in der Anzahl der Beleuchtungseinheiten mitgeteilt. Des Weiteren wird die Beleuchtung der Beleuchtungseinheit, die die Bewegung erkannt hat, aktiviert (eingeschaltet).
Das Format der Bewegungserkennungsbotschaft ist in 3 gezeigt. Die Bewegungserkennungsbotschaft ist gemäß dem OSI-Schichtenmodell dem APPLICATION LAYER zugeordnet und wird gemäß IP-Protokoll übertragen. Ein IP Paket mit IPv6 Header kann eine variable Länge aufweisen. In dem IPv6 Header sind wie beschrieben, Quell- und Zieladresse der Nachrichtenübertragung angegeben. Nach dem 40 Byte IPv6 Header in Feld 30 folgen die Nutzdaten. Deren Struktur ist in 2 auch gezeigt. Im Feld 31 wird die Quell-Adresse der Leuchte, die die Bewegung erkannt hat, angegeben. Es handelt sich wieder um die IPv6-Adresse der Leuchte mit 16 Byte Länge. In Feld 31 wird der Zeitpunkt der Bewegungserkennung MDT mitgeliefert. Diese Zeitangabe kann in dem für Verarbeitung im Computer geeigneten UNIX Zeitformat oder MS WINDOWS-Zeitformat angegeben werden. Die Unix-Zeit ist in Sekunden aufgelöst, während die MS WINDOWS-Zeit in Millisekunden aufgelöst ist. Es kämen aber auch andere, vielleicht weniger geeignete Zeitformate in Betracht. Als Beispiel wird die auf Microsekunden aufgelöste UNIX-Zeit erwähnt. Je nach verwendetem Zeitformat kann das Feld 32 sich über 4 oder mehr Bytes erstrecken. In Feld 33 folgt die Entfernungsangabe n in der Einheit des Leuchtenabstandes.
Für dieses Feld reicht ein einzelnes Byte aus. Am Ende des IP-Paketes kann zur Fehlererkennung ein Paritätsbit oder ein anderer Fehlererkennungscode, wie z. B. CRC-Prüfcode in Feld 34 stehen.
Im zweiten Schritt empfangen die benachbarten Beleuchtungseinheiten die Bewegungserkennungsbotschaft. Diese aktivieren ebenfalls die Beleuchtung und senden die Nachricht an ihre benachbarten Einheiten außer der, von welcher die Nachricht stammt. Die zu übermittelnde Entfernung vom Ursprung der Bewegung wird dabei um eins hochgezählt. Dieser Schritt wird wiederholt bis eine festgelegte maximale Länge der beleuchtenden Strecke erreicht wird. Wird diese Länge überschritten, so wird das Weiterleiten der Bewegungserkennungsbotschaft eingestellt und die entsprechende Beleuchtungseinheit nicht mehr aktiviert. Bei der Weiterleitung der Nachricht bleiben die Einträge in den Feldern 31 und 32 unverändert.
Wird nach einer festgelegten Wartezeit (timeout) keine weitere Bewegung innerhalb der beleuchteten Region – sei es durch einen eigenen Bewegungssensor oder durch den Empfang einer entsprechenden Bewegungserkennungsnachricht – registriert, so wird die Beleuchtung wieder deaktiviert (ausgeschaltet).
Die 4 bis 6 zeigen die Ausbreitung der Bewegungserkennungsnachrichten sowie den aktiven (ausgeleuchteten) Bereich innerhalb der ersten drei Schritte der Kommunikation. Dabei gibt die Bezugszahl 10 den Standort der Straßenleuchte an, die eine Bewegung erkannt hat. Bezugszahl 11 bezeichnet in den 4 bis 7 die Kommunikationsrichtungen, in denen die Bewegungerkennungs-Straßenleuchte, die Bewegungserkennungsnachrichten zu ihren benachbarten Straßenleuchten aussendet bzw. in denen die benachbarten Straßenleuchten diese Nachrichten schrittweise weiterleiten. Bezugszahl 12 bezeichnet den ausgeleuchteten Bereich nach Anschaltung der benachbarten Leuchten. Der gestrichelt gezeichnete Bereich mit der Bezugszahl 13 kennzeichnet den im vorangehenden Schritt ausgeleuchteten Bereich und erleichtert somit die Erkennung der schrittweise Änderungen des Ausleuchtbereiches.
Bewegt sich das Objekt weiter fort, so wird die Bewegung ab einem bestimmten Zeitpunkt von einer benachbarten Beleuchtungseinheit registriert. Diese verhält sich ebenso wie die erste Einheit, welche die Bewegung registriert hat. Darüber hinaus kann jetzt die Bewegungsgeschwindigkeit und Richtung der Bewegung zumindest grob bestimmt werden. Die Uhren in den Straßenleuchten laufen ja zeitsynchron, so dass durch Zeitmessung und mit Hilfe des Abstandes der Straßenleuchten die Geschwindigkeit nach der bekannten Formel V = S/t ermittelbar ist. Dabei ist S die Wegstrecke, t die Zeit und v die Geschwindigkeit. Ist die Bewegungsrichtung und Geschwindigkeit v ermittelt, so kann die Ausdehnung der beleuchteten Region dynamisch angepasst werden. Bei schnelleren Bewegungen des Objektes wäre die beleuchtete Region weiter ausgedehnt, bei langsamen reduziert.
Gibt man die gewünschte minimale Zeit des Verbleibs des Objektes im beleuchteten Raum (t_s) vor, so kann die Ausdehnung des beleuchteten Raumes (als Anzahl benachbarter Beleuchtungseinheiten, n bei gegebenem (mittleren) Abstand zwischen den Beleuchtungseinheiten d wie folgt berechnet werden: n = t_s·v/d. Die vorgegebene minimale Zeit t_s wird vornehmlich durch die Lampencharakteristik bestimmt. Legt man die Zeit t_s z. B. auf 3 min fest, so ergibt sich folgendes bei einer Geschwindigkeit von 10 km/h: In 3 min legt das Objekt eine Strecke von 500 m zurück. Bei einem Lampenabstand von d = 100 m wäre n = 5. Bei einer Geschwindigkeit von typischerweise 6 km/h entspricht die Strecke 300 m und dabei wäre n = 3.
Bei diesen Beispielen würde nach fünf Schritten bzw. drei Schritten der Nachrichtenausbreitung keine weitere Aktivierung der Beleuchtung geschehen.
In dem Beispiel der 4 bis 7 ist n = 3, die Nachrichtenausbreitung also jeweils nach 3 Schritten beendet. 7 zeigt für dieses Beispiel die Änderung des ausgeleuchteten Bereiches (inklusive der letzten Ausbreitungsstufe der Nachrichten) nach der Fortbewegung des Objektes in den Erfassungsbereich der nächsten Straßenleuchte. Die Pfeile 11 in 7 zeigen alle Nachrichtenausbreitungen zurückgehend auf die Bewegungserkennung der Leuchte mit Adresse :05:04. In 7 ist keine Anpassung der Nachrichtenausbreitung durch Bewegungsschätzung gezeigt. Mit der Bezugszahl 14 ist eine Straßenleuchte gezeigt, die erst im vierten Schritt eine Bewegungserkennungsnachricht erhalten würde. Dieser Schritt wird ja unterdrückt und deshalb ist dargestellt, dass diese Straßenleuchte 14 ihr Leuchtmittel auf grund einer Überschreitung des Timeouts bereits abgeschaltet hat.
Die Richtung der Bewegung kann in einer Bewegungsschätzungseinheit einer Beleuchtungseinheit bestimmt werden, durch die Analyse der zeitlichen Abfolge der empfangenen Bewegungserkennungsnachrichten. Die Bewegungsschätzungseinheit wird im Beispiel der Kommunikationseinheit gemäß 2 durch ein entsprechend programmiertes Programm realisiert, welches von dem Mikroprozessor 22 abgearbeitet wird. Die IPv6-Adresse hilft bei der Lokalisierung der Straßenleuchten von denen eine Nachricht übermittelt wurde. Wurde z. B. die erste Nachricht von der Leuchte mit der Adresse :05:02 empfangenen und die zweite Nachricht von der Leuchte mit Adresse :05:03, so wird die Bewegungsschätzungseinheit ermitteln, dass die Bewegung weiter entlang der Strasse mit der Adresse :05 in Orientierung aufsteigender Adressen fortgeführt wird. Die Leuchte mit der Adresse :05:07 würde dann die Bewegungserkennungsnachricht weiterleiten, obwohl sie bereits in dritter Generation die Nachricht von der Leuchte mit Adresse :05:04 empfängt. Dies ist in der 7 nicht mehr dargestellt.
Ist die Richtung der Bewegung mit Orientierung bestimmt, so kann in einer weiteren Abwandlung dieser Erfindung ab Übermittlungsschritt 3 die Übertragung der Nachrichten in der Richtung, entgegengesetzt zum Bewegungsvektor unterlassen werden. In so einem Fall würde im Ausführungsbeispiel die Weiterleitung der Bewegungserkennungsnachricht schon nach dem zweiten Übermittlungsschritt unterlassen. D. h., die Leuchte mit der Adresse :05:01 würde im Beispiel von 7 keine Bewegungserkennungsnachricht von der Leuchte mit Adresse :05:04 erhalten (nicht dargestellt).
In einer weiteren Abwandlung dieser Erfindung kann eine Filterung der Objekte nach Geschwindigkeit vorgenommen werden. So kann beispielsweise bei Objekten mit einer Fortbewegungsgeschwindigkeit von mehr als 20 km/h die Auswertung der Bewegung unterlassen werden, da solche Bewegungen von Objekten der Bewegung von Personen im Kraftfahrzeug oder auf Fahrrädern entsprechen, welche über eigene Beleuchtungsmittel zu verfügen haben.
Eine Erkennung von mehreren Objekten im Bereich der Wirkung des beschriebenen Systems ist ebenso möglich durch den Einsatz von Filtern für die Bewegungsschätzung.
Die Erfindung wurde am Beispiel von Straßenzügen mit Straßenleuchten erläutert. Zu den Straßen werden auch Tunnels gezählt. Ein weiterer Einsatzzweck ist die Beleuchtung von Wegen, z. B. in Parkanlagen. Die Erfindung kann ebenfalls bei der Beleuchtung größerer öffentlicher Plätze eingesetzt werden, bei denen viele Lampen eingesetzt sind. Selbst innerhalb von größeren Gebäuden, z. B. in langen Fluren steht dem Einsatz der Erfindung nichts im Wege.
Als Kommunikationseinheit dient im beschriebenen Ausführungsbeispiel ein WLAN-Modul 20. Die Erfindung kann auch mit anderen Modulen realisiert werden. Inbesondere kommt als Alternative eine Powerline-Busschnittstelle in Betracht. Dabei werden die Nachrichten über die Kabel der Stromversorgung übertragen, die unbedingt erforderlich sind. Daneben käme auch eine Kommunikationseinheit gemäß einem Feldbus-Standard in Betracht. Es gibt eine Vielzahl von verschiedenen Feldbus-Systemen auf dem Markt. Als Beispiel werden Profibus, Interbus und Ethernet Powerlink genannt, die im Maschinen- und Anlagenbau sowie der Automatisierungstechnik eingesetzt werden. Bei ihnen ist der Verkabelungsaufwand vergleichsweise gering.

Claims

Verfahren zur Beleuchtung von Straßen, Wegen, Plätzen, oder Räumen bei dem in regelmäßigen Abständen Leuchten installiert sind, den Leuchten jeweils ein Bewegungssensor (27) und eine Kommunikationseinheit (20) zugeordnet sind, bei dem nach Erkennung einer Bewegung im Umfeld einer Leuchte über die Kommunikationseinheit (20) eine Bewegungserkennungsnachricht zu der oder den benachbarten Leuchten gesendet wird, die daraufhin ihr Leuchtmittel ebenfalls aktivieren, und dieser Vorgang sich sukzessive so weit fortsetzt, bis der beleuchtete Bereich eine gewünschte Ausdehnung erreicht hat, wobei die Leuchte/en, die die Bewegungserkennungsnachricht empfangen haben, diese an die ihrerseits benachbarten Leuchten weiterleiten, wobei mit der Bewegungserkennungsnachricht eine Generationsinformation zu der Nachrichtenübermittlung übertragen wird an hand dessen die benachbarten Leuchten feststellen können in welchem Leuchtenabstand von dem Ursprung der Bewegung sie sich befinden, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Leuchte eine Adressinformation zugewiesen ist und mit der Bewegungserkennungsnachricht eine Adressinformation bezüglich der Leuchte, die die Bewegung erkannt hat, übermittelt wird, wobei den Leuchten eine Bewegungsschätzungseinheit zugeordnet ist, die aufgrund der Bewegungserkennungsnachrichten von mindestens zwei verschiedenen Leuchten eine Bewegungsschätzung vornimmt und in Richtung und Orientierung der Bewegung den Ausleuchtbereich adaptiv erweitert, in dem sie eine Weiterleitung der Bewegungserkennungsnachricht vornimmt, obwohl die darin vorhandene Generationsinformation das Ende der Weiterleitungsphase signalisiert, wobei die Leuchten auf eine gemeinsame Zeitbasis synchronisiert sind, wobei die zugewiesene Adressinformation (SAD) einer zweidimensionalen Gitternetzaddressierung für die Addressierung von einer Leuchte in einem Bereich mit Längs- und Querstraßen/-wegen entspricht, wobei mit der Bewegungserkennungsnachricht eine Zeitinformation (MDT) übermittelt wird, die den Zeitpunkt der Bewegungserkennung angibt, und die Bewegungsschätzungseinheit basierend auf den mit den Bewegungserkennungsnachrichten empfangenen Adressinformationen (SAD) und Zeitinformationen (MDT) die Bewegungsschätzung vornimmt.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Adressinformation (SAD) in Form einer IPv6-Adresse vorliegt.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Leuchten, die die Bewegungserkennungsnachricht weiterleiten, die darin befindliche Generationsinformation jeweils um Eins erhöhen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Leuchten, in Richtung und mit entgegengesetzter Orientierung der Bewegung den Ausleuchtbereich adaptiv verengen, in dem sie eine Weiterleitung der Bewegungserkennungsnachricht unterbinden, obwohl die darin vorhandene Generationsinformation noch nicht das Ende der Weiterleitungsphase signalisiert.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die adaptive Erweiterung des Ausleuchtbereiches oder die adaptive Verengung des Ausleuchtbereiches in Abhängigkeit von einer geschätzten Geschwindigkeit der erkannten Bewegung erfolgt.
Kommunikationseinheit für die Verwendung in einem Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit Mitteln zur Bildung einer Bewegungserkennungsnachricht nach Erkennung einer Bewegung im Umfeld einer Leuchte und zur Aussendung der Bewegungserkennungsnachricht zu der oder den benachbarten Leuchten, durch die diese zur Aktivierung des Leuchtmittels aufgefordert werden, mit Weiterleitungsmitteln, die nach Empfang einer Bewegungserkennungsnachricht diese an die ihrerseits benachbarten Leuchten weiterleiten, wobei die Weiterleitungsmittel die in der empfangenen Bewegungserkennungsnachricht enthaltene Generationsinformation zu der Nachrichtenübermittlung auswerten und die Weiterleitung der Bewegungserkennungsnachricht unterbinden, wenn die Generationsinformation anzeigt, dass die Bewegungserkennungsnachricht für die gewünschte Ausleuchtung bereits ausreichend oft weitergeleitet wurde, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur Bildung einer Bewegungserkennungsnachricht eine Adressinformation (SAD) bezüglich der Leuchte, die die Bewegung erkannt hat, zu der Bewegungserkennungsnachricht hinzufügen, dass die Kommunikationseinheit (20) eine Bewegungsschätzungseinheit enthält, die basierend auf mindestens zwei empfangener Bewegungserkennungsnachrichten von mindestens zwei verschiedenen Leuchten eine Bewegungsschätzung vornimmt und dass die Weiterleitungsmittel unter Berücksichtigung der der Kommunikationseinheit (20) zugewiesenen eigenen Adressinformation in Richtung und Orientierung der Bewegung eine Weiterleitung der Bewegungserkennungsnachricht vornehmen, obwohl die darin vorhandene Generationsinformation das Ende der Weiterleitungsphase signalisiert hat um den Ausleuchtbereich adaptiv zu erweitern, wobei die Mittel zur Bildung einer Bewegungserkennungsnachricht eine Zeitinformation (MDT), die den Zeitpunkt der Bewegungserkennung angibt, zu der Bewegungserkennungsnachricht hinzufügen, wobei die Kommunikationseinheit eine Uhr aufweist und Mittel zur Synchronisation der Uhr auf eine gemeinsame Zeitbasis mit den Uhren von mit ihr kommunizierenden anderen Kommunikationseinheiten aufweist, dass die Bewegungsschätzungseinheit basierend auf den mit den Bewegungserkennungsnachrichten empfangenen Adressinformationen (SAD) und Zeitinformationen (MDT) die Bewegungsschätzung vornimmt und dass die zugewiesene Adressinformation einer zweidimensionalen Gitternetzadressierung für die Addressierung von einer Leuchte in einem Bereich mit Längs- und Querstraßen/-wegen entspricht.
Kommunikationseinheit nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Adressinformation (SAD) in Form einer IPv6-Adresse vorliegt.
Kommunikationseinheit nach Anspruch 6 oder 7, wobei die Weiterleitungsmittel eine in der Bewegungserkennungsnachricht enthaltene Generationsinformation um Eins erhöhen, bevor sie die Nachricht weiterleiten.
Kommunikationseinheit nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Weiterleitungsmittel in Richtung und mit entgegengesetzter Orientierung der Bewegung unter Berücksichtigung der der Kommunikationseinheit (20) zugewiesenen eigenen Adressinformation (SAD) die Weiterleitung der Bewegungserkennungsnachricht unterbinden, obwohl die darin vorhandene Generationsinformation noch nicht das Ende der Weiterleitungsphase signalisiert hat, um den Ausleuchtbereich adaptiv zu verengen.
Kommunikationseinheit nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Weiterleitungsmittel für die adaptive Erweiterung des Ausleuchtbereiches oder die adaptive Verengung des Ausleuchtbereiches eine geschätzte Geschwindigkeit der erkannten Bewegung berücksichtigen.